CN107224327A - 用于远程医疗的单工具操控系统以及使用方法 - Google Patents

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CN107224327A CN201710421720.9A CN201710421720A CN107224327A CN 107224327 A CN107224327 A CN 107224327A CN 201710421720 A CN201710421720 A CN 201710421720A CN 107224327 A CN107224327 A CN 107224327A
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李作军
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30—Surgical robots
    • A61B34/35—Surgical robots for telesurgery
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
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Abstract

本发明公开了一种用于远程医疗的单工具操控系统以及使用方法，操控系统包括：设置在远程端的图像采集器和操控对象，以及设置在本地端的图像显示器和操控器，远程端与本地端通过网路信号连接，所述操控器包括与操控者肢体对应的器件，分别为：两个手各对应的第一指环和第二指环、其中一个或两个手掌根部对应的按压件，以及两个脚各对应的第一踏压件和第二踏压件；第一指环和第二指环均包括内环和套在所述内环外周的外环，所述外环能够相对所述内环沿自身轴线旋转，所述外环能够相对所述内环沿自身轴向偏移。

Description

用于远程医疗的单工具操控系统以及使用方法
技术领域
本发明涉及一种远程医疗技术，尤其涉及一种用于远程医疗的单工具操控系统以及使用方法。
背景技术
远程医疗，特别是应用在远程手术上的技术不但需要借助网络的信息传输，同时也要借助于操控的硬件设备。特别是本地端主刀医生以及远程端的手术台和患者，均需要通过互联网等网路衔接两边的硬件设备。现有技术中的远程操控系统的硬件设备比较笨重，给主刀医生的随身携带造成了一定的麻烦。因此需要一种借助以随身携带方便的笔记本电脑或智能手机为中心，进行控制和数据处理的处理器，然后在配置比较轻便的操控装置，保证通过数据线连接在一起的处理器和操控装置均比较轻便和随身携带。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种用于远程医疗的单工具操控系统。
为达到上述目的，本发明采用的第一种技术方案为：一种用于远程医疗的单工具操控系统，包括：设置在远程端的图像采集器和操控对象，以及设置在本地端的图像显示器和操控器，远程端与本地端通过网路信号连接，所述操控器包括与操控者肢体对应的器件，分别为：两个手各对应的第一指环和第二指环、其中一个或两个手掌根部对应的按压件，以及两个脚各对应的第一踏压件和第二踏压件；
第一指环和第二指环均包括内环和套在所述内环外周的外环，所述外环能够相对所述内环沿自身轴线旋转，所述外环能够相对所述内环沿自身轴向偏移。
本发明一个较佳实施例中，所述操控对象位于X轴-Y轴-Z轴三维坐标系内，且所述操控对象安装在旋转部上。
本发明一个较佳实施例中，当所述第一指环的外环相对其内环做所述旋转时对应的指令为：指令操控对象沿平行于X轴的方向移动；
当所述第一指环的外环相对其内环做所述偏移时对应的指令为：指令操控对象沿平行于Y轴的方向移动；
当所述第二指环的外环相对其内环做所述旋转时对应的指令为：指令操控对象以所述旋转部为中心转动，使所述操控对象自由端的摆动轨迹位于X轴-Y轴二维坐标系上的投影平行于X轴；
当所述第二指环的外环相对其内环做所述偏移时对应的指令为：指令操控对象以所述旋转部为中心转动，使所述操控对象自由端的摆动轨迹位于X轴-Y轴二维坐标系上的投影平行于Y轴；
当按压按压件时对应的指令为：指令操控对象进行功能动作；
当踏压第一踏压件或第二踏压件时对应的指令分别为：指令操控对象分别沿平行于Z轴的两个相反的方向移动。
本发明一个较佳实施例中，外环在内环的外周表面均对应有一圈弧形槽，所述外环内周表面陷入所述弧形槽内。
本发明一个较佳实施例中，所述指环通过数据线与所述操控器连接。
本发明一个较佳实施例中，所述内环内周还设置有软衬垫圈，所述软衬垫圈的厚度可调。
本发明一个较佳实施例中，所述操控对象为安装在机械手上的医用器械工具。
本发明一个较佳实施例中，所述外环与所述内环之间设置有位移传感器。
本发明一个较佳实施例中，所述外环有若干个弧段弹性串接在一起。
本发明一个较佳实施例中，所述处理器为安装有对应应用软件的笔记本电脑、平板电脑或智能手机。
本发明一个较佳实施例中，所述医用器械工具包括：手术用剪刀、刀具、镊子、止血钳。
本发明采用的第二种技术方案为：一种操控装置的使用方法，将第一指环和第二指环各佩戴在对应的食指上，使用对应大拇指拨动外环进行远程操控；
两个脚分别踏在第一踏压件和第二踏压件上，通过脚的踏压施力或松弛施力操控第一踏压件和第二踏压件；
手掌根部通过按压施力或松弛施力操控按压件；
操控时，通过图像显示器实时观察远程端传输来画面。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
(1)摒弃了现有操控装置使用体积较大的握持件的形式，采用结构更小的指环式操控器，指环通过佩戴在手指上，通过手指，特别是仅仅一个大拇指的操控便可以实现主要的操控动作。
(2)另外设置的按压件与踏压件需要的功能基本上均是借助压力传感器的来触发指令，因此其本身结构不复杂，仅需一个数据线连接的片状结构即可，体积较小，携带时仅需要将片状跌在一起即可。
(3)通过两个手两个脚的分别控制，且控制的内容各有分工，其可以实现针对单独一个医用器械工具的快速精准操控，操控者的四肢全部用于控制一个工具，操控的精细程度和快速程度均得到大大提高。
(4)由于通过大拇指的指尖与食指的配合动作，实现盲式操作，操控者无需低头看指环与手指的相对位置，仅仅需要大拇指的触感便可以实现操控，操控者的眼睛便可以专心致志的观看屏幕上的远程画面。
(5)通过内环和外环之间的配合相对运动实现四个方向的动作，方便拇指的微小动作。
(6)软衬垫圈可以保证手指与指环之间套接稳定性，为后续操控提供稳定的结构，同时通过调整不同厚度的软衬垫圈可以匹配不同主刀医生由于手指粗细不同造成的不便。
(7)医用器械工具等安转在机械手上，通过机械手来执行各种远程指令，操控者通过远程端的摄像机回传的拍摄画面，并通过处理器的显示屏来实现观看，显示屏也可以VR、AR设备，便于更加真实的反省远程端的手术画面。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；
图1是本发明的优选实施例指环的立体结构图；
图2是本发明的优选实施例指环的爆炸图；
图3是本发明的优选实施例的操控器的结构示意图；
图中：1、第一指环；2、第二指环；3、内环；4、外环；5、弧形槽；6、软衬垫圈；7、数据线通孔；8、按压件；9、第一踏压件；10、第二踏压件。
具体实施方式
现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1、图2和图3所示，一种用于远程医疗的单工具操控系统，包括：设置在远程端的图像采集器和操控对象，以及设置在本地端的图像显示器和操控器，远程端与本地端通过网路信号连接，操控器包括与操控者肢体对应的器件，分别为：两个手各对应的第一指环和第二指环、其中一个或两个手掌根部对应的按压件，以及两个脚各对应的第一踏压件和第二踏压件；
第一指环和第二指环均包括内环和套在内环外周的外环，外环能够相对内环沿自身轴线旋转，外环能够相对内环沿自身轴向偏移。
外环有若干个弧段弹性串接在一起，外环与内环之间设置有位移传感器，通过弹性连接，保证外环在被推出偏移后，弹性力提供外环的位移恢复力，使外环及时回到弧形槽内；位移传感器可将外环与内环之间的相对旋转和相对偏移情况转化成数据即时传输到远程端形成指令。
外环在内环的外周表面均对应有一圈弧形槽，外环内周表面陷入弧形槽内，弧形槽保证外环可以比较稳定的固定在内环上，且在外环相对内环运动时不容易脱离外环。
指环通过数据线与操控器连接。
内环内周还设置有软衬垫圈，软衬垫圈的厚度可调，软衬垫圈可以保证手指与指环之间套接稳定性，为后续操控提供稳定的结构，同时通过调整不同厚度的软衬垫圈可以匹配不同主刀医生由于手指粗细不同造成的不便。
操控对象为安装在机械手上的医用器械工具，医用器械工具包括：手术用剪刀、刀具、镊子、止血钳。
外环与内环之间设置有位移传感器。
外环有若干个弧段弹性串接在一起。
处理器为安装有对应应用软件的笔记本电脑、平板电脑或智能手机。
本发明的一种优选实施例中：
操控对象位于X轴-Y轴-Z轴三维坐标系内，且操控对象安装在旋转部上。
当第一指环的外环相对其内环做旋转时对应的指令为：指令操控对象沿平行于X轴的方向移动；
当第一指环的外环相对其内环做偏移时对应的指令为：指令操控对象沿平行于Y轴的方向移动；
当第二指环的外环相对其内环做旋转时对应的指令为：指令操控对象以旋转部为中心转动，使操控对象自由端的摆动轨迹位于X轴-Y轴二维坐标系上的投影平行于X轴；
当第二指环的外环相对其内环做偏移时对应的指令为：指令操控对象以旋转部为中心转动，使操控对象自由端的摆动轨迹位于X轴-Y轴二维坐标系上的投影平行于Y轴；
当按压按压件时对应的指令为：指令操控对象进行功能动作；
当踏压第一踏压件或第二踏压件时对应的指令分别为：指令操控对象分别沿平行于Z轴的两个相反的方向移动。
一种操控装置的使用方法，包括将第一指环和第二指环各佩戴在对应的食指上，使用对应大拇指拨动外环进行远程操控；两个脚分别踏在第一踏压件和第二踏压件上，通过脚的踏压施力或松弛施力操控第一踏压件和第二踏压件；手掌根部通过按压施力或松弛施力操控按压件；操控时，通过图像显示器实时观察远程端传输来画面。
以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (10)

1.一种用于远程医疗的单工具操控系统，包括：设置在远程端的图像采集器和操控对象，以及设置在本地端的图像显示器和操控器，远程端与本地端通过网路信号连接，其特征在于，所述操控器包括与操控者肢体对应的器件，分别为：两个手各对应的第一指环和第二指环、其中一个或两个手掌根部对应的按压件，以及两个脚各对应的第一踏压件和第二踏压件；
第一指环和第二指环均包括内环和套在所述内环外周的外环，所述外环能够相对所述内环沿自身轴线旋转，所述外环能够相对所述内环沿自身轴向偏移。
2.根据权利要求1所述的一种用于远程医疗的单工具操控系统，其特征在于：所述操控对象位于X轴-Y轴-Z轴三维坐标系内，且所述操控对象安装在旋转部上。
3.根据权利要求2所述的一种用于远程医疗的单工具操控系统，其特征在于：
当所述第一指环的外环相对其内环做所述旋转时对应的指令为：指令操控对象沿平行于X轴的方向移动；
当所述第一指环的外环相对其内环做所述偏移时对应的指令为：指令操控对象沿平行于Y轴的方向移动；
当所述第二指环的外环相对其内环做所述旋转时对应的指令为：指令操控对象以所述旋转部为中心转动，使所述操控对象自由端的摆动轨迹位于X轴-Y轴二维坐标系上的投影平行于X轴；
当所述第二指环的外环相对其内环做所述偏移时对应的指令为：指令操控对象以所述旋转部为中心转动，使所述操控对象自由端的摆动轨迹位于X轴-Y轴二维坐标系上的投影平行于Y轴；
当按压按压件时对应的指令为：指令操控对象进行功能动作；
当踏压第一踏压件或第二踏压件时对应的指令分别为：指令操控对象分别沿平行于Z轴的两个相反的方向移动。
4.根据权利要求1所述的一种用于远程医疗的单工具操控系统，其特征在于：外环在内环的外周表面均对应有一圈弧形槽，所述外环内周表面陷入所述弧形槽内。
5.根据权利要求1所述的一种用于远程医疗的单工具操控系统，其特征在于：所述指环通过数据线与所述操控器连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于远程医疗的单工具操控系统，其特征在于：所述内环内周还设置有软衬垫圈，所述软衬垫圈的厚度可调。
7.根据权利要求1所述的一种用于远程医疗的单工具操控系统，其特征在于：所述操控对象为安装在机械手上的医用器械工具。
8.根据权利要求1所述的一种用于远程医疗的单工具操控系统，其特征在于：所述外环与所述内环之间设置有位移传感器。
9.根据权利要求1所述的一种用于远程医疗的单工具操控系统，其特征在于：所述外环有若干个弧段弹性串接在一起。
10.根据权利要求1-9中任一权利要求所述的操控装置的使用方法，其特征在于：
将第一指环和第二指环各佩戴在对应的食指上，使用对应大拇指拨动外环进行远程操控；
两个脚分别踏在第一踏压件和第二踏压件上，通过脚的踏压施力或松弛施力操控第一踏压件和第二踏压件；
手掌根部通过按压施力或松弛施力操控按压件；
操控时，通过图像显示器实时观察远程端传输来画面。
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